Aula_4_Dinâmica do Sistema Motor_Carga
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.
R Carga
Pn Pc
ηηηηac
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
1.1 - TRANSVERSALIDADE
1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
1.2 - POR QUÊ E PARA QUÊ ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
�Por quê: energia elétrica (suprimento fundamental) édisponível com certa facilidade (localização, custo, etc);rendimento do conjunto é bom e pode ser otimizado.
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�Para quê: tração em geral (locomotivas, guindastes,correias, bobinadeiras, carro elétrico...), bombeamentode líquido e compressão de gases,servoposicionamento, robótica, ventilação/exaustão,máquinas-ferramenta...
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
1.3 – CLASSIFICAÇÃO DOS ACIONAMENTOS
1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
�Acionamentos de velocidade fixa;
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�Acionamentos de velocidade fixa;
�Acionamentos de velocidade ajustável.
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
1.3.1 – ACIONAMENTO A VELOCIDADE FIXA
1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
�Quando não se requer nenhuma mudança navelocidade;
�Nenhum conversor é conectado entre o motor e afonte em operação normal; entretanto, durante a
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fonte em operação normal; entretanto, durante apartida e a frenagem um conversor pode serempregado.
�Se o sistema for bem projetado, a regulação semantém excelente:
carga plena em velocidade
carga plena em e velocidad vazioem velocidade..
−=vr
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
1.3.2 – ACIONAMENTO A VELOCIDADE AJUSTÁVEL
1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
�Velocidade pode ser variada em uma ampla faixa,continuamente;�É possível melhorar a regulação de velocidadecolocando o sistema em malha fechada;
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colocando o sistema em malha fechada;�Aplicável em sistemas de lingotamento e laminação,servomecanismos para robôs, acionamentos depotência constante em geral, guindastes, pontesrolantes, locomotivas, dentre outros.�Se bem projetado em malha fechada, melhora aperformance dinâmica do sistema.
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
1.3.3 – CLASSIFICAÇÃO DOS ACIONAMENTOS DE VELOCIDADE AJUSTÁVEL
1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
1.4 – ELEMENTOS CONSTITUINTES UM ACIONAMENTO
1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.1 – Equação Fundamental do Torque
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ωω
Ddt
dJTT
LM++=
angular aceleração dt
dωα =
N.m em dinâmico,ou inercial Torque =αJ
atrito de ecoeficient =D
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.2 – Condições de Operação
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.3 – Componentes do Torque de Carga
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.3 – Componentes do Torque de Carga
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.4 – Torque de Carga mais Comuns
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
CONJUGADO CONSTANTE ( X = 0 )CONJUGADO CONSTANTE ( X = 0 )
(((( ))))c0c kCC ++++====
ccc nCP ××××====
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Cc - Conjugado resistente constante;
Pc - Potência de carga proporcional n;
kc - Constante que depende da carga.
(((( )))) cc0c nkCP ××××++++====
Exemplos: Compressores a pistão, britadores,
Talhas, guindastes, bombas a pistão,
Transportadores contínuos
ccc nCP ××××====
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.4 – Torque de Carga mais Comuns
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
CONJUGADO LINEAR ( X = 1 )CONJUGADO LINEAR ( X = 1 )
)nk(CC1
cc0c ××××++++====
ccc nCP ××××====
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Exemplos: Calandra com atrito viscoso (para calandrar papel)
ccc nCP ××××====
)nk()nC(P2
ccc0c ××××++++××××====
Cc - Conjugado resistente proporcional n;
Pc - Potência de carga proporcional n²;
kc - Constante que depende da carga.
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.4 – Torque de Carga mais Comuns
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
CONJUGADO PARABÓLICO ( X = 2 )CONJUGADO PARABÓLICO ( X = 2 )
)nk(CC2
cc0c ××××++++====
ccc nCP ××××====
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Exemplos: Bombas centrífugas;
Ventiladores;
Misturadores centrífugos.
)nk()nC(P3
ccc0c ××××++++××××====
Cc - Conjugado resistente proporcional n²;
Pc - Potência de carga proporcional n³;
kc - Constante que depende da carga.
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.4 – Torque de Carga mais Comuns
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
CONJUGADO HIPERBÓLICO ( X = CONJUGADO HIPERBÓLICO ( X = --1 )1 )
nCP ××××====
c
cc
n
kC ====
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Exemplos: Bobinadeira de papel, pano, fio, etc;
Descascador de toras.
ccc nCP ××××====
cc kP ====
Cc - Conjugado resistente inversamente proporcional n;
Pc - Potência de carga constante;
kc - Constante que depende da carga.
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.4 – Torque de Carga mais Comuns
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
CONJUGADOS NÃO DEFINIDOSCONJUGADOS NÃO DEFINIDOS
�� Não podemos determinar uma equação de maneira precisa;
�� Determinação do conjugado através de técnicas de integração gráfica.
�� Na prática, analisa-se como conjugado constante, pelo máximo valor de
torque absorvido
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torque absorvido
ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.5 – Quadrantes de Operação
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.7 – Transmissão normalmente utilizadas
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.7 – Transmissão normalmente utilizadas
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.7 – Transmissão normalmente utilizadas
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.7 – Transmissão normalmente utilizadas
2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA
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ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
2.7 – Transmissão normalmente utilizadas
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